[发明专利]一种高效无机CsPbI3

说明书

本发明属于N,N‑二甲基碘化铵(DMAI)制备方法领域，具体涉及一种高效无机CsPbI₃钙钛矿中有机掺杂剂DMAI的制备方法。通过混合不同比例的氢碘酸(HI)与N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)制备的DMAI，可以作为无机CsPbI₃钙钛矿薄膜制备的有机添加剂，能够显著改善薄膜的表面光滑度和晶粒尺寸，在一定程度上减少薄膜缺陷，增强载流子的输运能力，最终提升钙钛矿电池的光电转换效率。

技术领域

本发明属于N,N-二甲基碘化铵制备方法领域，具体涉及一种高效无机CsPbI₃钙钛矿中有机掺杂剂DMAI的制备方法。

背景技术

经过十几年的发展，钙钛矿电池的光电转换效率已经从原来3.8％提升到目前25.5％，逐渐逼近理论效率，展现出了广阔的应用前景。无机CsPbI₃钙钛矿材料由于具有良好的热稳定性，合适的带隙宽度(1.72eV)，由其构成的全无机钙钛矿电池具有类似于有机无机杂化钙钛矿电池的优异光电性能，在光伏领域展现出巨大的发展潜力。值得关注的是，钙钛矿电池的光电转换效率与钙钛矿薄膜材料的质量有着直接的紧密关系。研究发现当钙钛矿薄膜中存在较多孔洞、晶粒尺寸小、覆盖度低时，晶界会明显增多，这可能增大CsPbI₃钙钛矿材料发生相变的概率，更为重要的是会显著降低钙钛矿电池的光电转换效率。因此获得结晶度高、表面光滑且均匀的钙钛矿薄膜对于提升钙钛矿电池效率至关重要。

发明内容

本发明克服了现有技术缺陷，提供一种高效无机CsPbI₃钙钛矿中有机掺杂剂DMAI的制备方法，通过混合不同比例的氢碘酸(HI)与N,N-二甲基甲酰胺(DMF)制备了N,N-二甲基碘化铵(DMAI)，可以作为有机添加剂，能够显著改善钙钛矿薄膜的光滑度及晶粒尺寸，一定程度上减少了薄膜缺陷，增强载流子的输运能力，最终提升钙钛矿电池的光电转换效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：

一种高效无机CsPbI₃钙钛矿中有机掺杂剂DMAI的制备方法，包括以下步骤

S1、将氢碘酸和N,N-二甲基甲酰胺混合，得到溶液A；

S2、将溶液A处理得到粘稠状物质；

S3、将粘稠状物质加入乙醇溶解，溶解成溶液B；

S4、将乙醚倒入溶液B中，萃取出沉淀物，将其标记为C沉淀物；

S5、将上述制备好的C沉淀物在烘箱中干燥，得到DMAI(N,N-二甲基碘化铵)粉末。

氢碘酸和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1∶1～4∶1。

所述溶液A采用水浴锅旋蒸，获得粘稠状物质，旋蒸温度为70℃～90℃，加热时间为3～4.5h。

乙醇和粘稠状物质的质量比为：1∶1～2∶1。

所述乙醚的体积是溶液B中的乙醇体积量的4～6倍。

所述沉淀物通过干燥处理获得DMAI，干燥温度为30℃～45℃，时间为4h～6h。

本发明的有益效果为：本发明制备出的DMAI作为添加剂，加入到CsPbI₃钙钛矿中增加载流子的输运能力，提高钙钛矿电池的光电转换效率。

本发明制备的DMAI粉末可加入到钙钛矿材料中，在一定程度上提高钙钛矿电池的稳定性和光电性能。

利用本发明技术得到的DMAI粉末细腻、I^-离子含量高、结晶度高等特点，可作为表面光滑、致密的CsPbI₃钙钛矿薄膜制备的添加剂。

附图说明

图1为所制的有机掺杂剂DMAI的SEM图；